通信电子电路 教学课件 作者 解月珍 第三章.ppt

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1、第3章正弦波振荡器本章讨论的主要问题●在电子电路中需要哪些波形的信号作为信号源或控制信号;●自激振荡的原理;●正弦波振荡器的分类;●反馈型正弦波振荡器的起振条件和平衡条件；●LC正弦波振荡器的电路形式及工作原理；●LC正弦波振荡器振幅和频率的稳定；●间歇振荡产生的原因和消除的办法；●RC正弦波振荡器的电路构成及工作原理；●RC正弦波振荡器的稳幅措施；●负阻振荡器的工作原理；●压控型和流控型负阻振荡器的起振、平衡和稳定条件的比较；●如何选用各类振荡器。概述●信号产生电路分类：♦按波形分:正弦波振荡器(正弦波)张弛振荡器(脉冲,锯齿波,三角波)♦按振荡原理分:反馈型振

2、荡器负阻型振荡器♦按选频网络分:LC振荡器RC振荡器●用途作为通信发信机中的载波、接收机中的本机振荡和各类电子设备中的信号源。●基础知识下图所示电路,当开关打向左边,电容被充电，然后开关打向右边,电容放电。回路电流满足微分方程:式中---衰减系数---谐振角频率当时特征根为共轭复数，其解为：其中可见这是一阻尼振荡，其波形如右图所示。欲获得无阻尼振荡,应设法使，即R=0但实际中R不可能为0，则应该设法找到一个“负电阻”以抵消正电阻R，使:越大衰减越快●如何获得负电阻♦采用具有负微变电阻的器件；♦利用正反馈提供一个等效负电阻。根据图3-1所示反馈系统框图，则环反馈系数

3、为3-1其中若满足自激的条件，AB≥1，即Uf≥Ui，则电路中会激起自激振荡。●问题:1.最初的输入电压是怎么得来的?2.振荡建立起来后,振幅会否无限增长?3.1反馈型正弦波振荡器的工作原理3.1.1反馈型正弦波振荡器的起振、平衡条件1.起振条件♦振幅条件♦相位条件电源接通时，电路中不可避免的存在有噪声和干扰，它们具有宽广的频谱，电路中若有选频网络选出预期角频率为ω0的分量，在振荡器输出端产生较大的电压，并通过反馈网络反馈到输入端。若满足以上起振条件，则电路中就会激起增幅振荡。3.1.2变压器耦合反馈型LC正弦波振荡器1.电路构成变压器耦合反馈型LC正弦波振荡器电

4、路如图3-2所示。电路包括三个部分，即●放大电路:补充能量损耗；●反馈网络:实现正反馈；●选频网络:只让单一频率满足起振条件。三者缺一不可。3-2●电路●工作原理若电路满足起振条件AB>1，在选频网络的谐振频率f0激起增幅振荡。随着振幅增大，电路中出现非线性导电现象，满足产生自生反偏压的条件，管子导通角，直到，振幅稳定，输出等幅的正弦波（如图3-3）。若电路在大扰动下，即开机振幅很大，器件立即进入强非线性区，放大倍数很小，致使，，振幅稳定。3-3振荡的建立(小扰动情况）●另一种情况--静态AB<1(工作点太低)外界大的冲击使管子瞬时电流增大，放大倍数增大，使，满足

5、起振条件，电路中激起振荡。但是只要某种因素使振幅减小，造成,则振幅会逐渐衰减，直至停振。●软激励和硬激励♦软激励：静态AB>1。♦硬激励：静态AB<1，大冲击激起的振荡。实际应用中，应力求避免硬激励。振幅平衡条件相位平衡条件3.振荡平衡条件4.振荡幅度和频率的计算全面描述振荡器电路是用非线性微分方程，求稳态解得到振荡的幅度和频率，但困难而复杂。振荡频率的计算取决于相位平衡条件，可由相位平衡条件求振荡频率与参数的关系。而相位变化主要取决于选频网络，作为工程估算，近似将选频网络的谐振频率作为振荡频率，其表示式为：振荡幅度取决于振幅平衡条件AB=1，但由于求取振荡幅度实

6、际上是求大信号激励下对基波等效的A和B，十分复杂。所以振荡幅度一般是根据实际振荡幅度大小和波形在实验中调整。经验数据是反馈系数：若B大，幅度增大，但波形失真增大。3.2三点式正弦波振荡器电路三点式正弦波振荡器分为:电感三点式(哈特莱)电容三点式(科皮兹)所谓三点是指晶体管的三个电极与振荡回路的三个连接点。3.2.1电路形式及工作原理1.电感三点式●电路图3-4示出一个电感三点式振荡电路图。由图可见，选频网络的两个端点分别接晶体管的集电极和基级，而电感的中心抽头交流接地（接发射级）。3-4●相位平衡条件:因为电感中心抽头交流接地，则首端与尾端相位相反，反馈电压取自电

7、感上的电压，电路满足正反馈。●振荡频率:2.电容三点式:●电路:图3-5示出一电容三点式振荡电路。由图可见选频网络的两个端点分别接晶体管的集电极和基极,电容C1和C2的连接点接发射极。3-5●相位平衡条件:反馈电压取自上的电压,可见满足正反馈。●振荡频率:3.构成三点式振荡电路的法则图3-6（a)和(b)分别是三点式振荡电路图3-4和3-5的交流电路图。他们的共同特点是：晶体管的每两个电极之间有一个电抗元件，而且与发射极相(a)(b)3-6连的两个电抗元件符号相同，而基极和集电极之间连接的电抗元件的符号则与它们相反。据此可以得到判断三点式振荡电路是否满足起振的相位

8、条件的一般